(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンから成るコア層（１１）であって、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ、変性ＭＤＰＥ、変性ＨＤＰＥ、及びそれらのうち２つ以上のブレンドから成る群から選択されたポリエチレンを４０重量％超含むコア層（１１）を有する、液体用紙箱の積層及び熱シール包装に適した、熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）であって、第１の面が前記コア層に隣接し、低密度エチレン・ポリマーから成る熱シール層（１２）を更に有すると共に、反対側の第２の面に５〜２００ｎｍの蒸着遮断コーティング（１３）を有し、１２から２０μｍの合計厚さを有する、薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項２】
前記蒸着コーティング（１３）が、金属又は金属酸化物の層である、請求項１に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項３】
前記コア層（１１）が、前記蒸着コーティングの下でその反対側の第２の面に隣接し且つ接触して付着される、やはりポリエチレンから成る前記蒸着コーティング層（１３）を受け入れるコーティング受容層（１４）を更に有する、請求項１又は２に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項４】
前記熱シール層（１２）が主として、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、メタロセン触媒系ＬＬＤＰＥ（ｍ−ＬＬＤＰＥ）、及びそれらのうち２つ以上のブレンドから成る群から選択された低密度エチレン・ポリマーを含む、請求項１から３までのいずれか一項に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項５】
前記薄膜が吹込み成形薄膜であり、即ち、薄膜吹込み成形技術及びそれに続く蒸着コーティングによって製造された薄膜である、請求項１から４までのいずれか一項に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項６】
前記コーティング受容層（１４）が、主として、ＬＤＰＥ、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、メタロセン触媒系エチレン・ポリマー、及び第３α−オレフィン・モノマーを有するエチレン・プロピレン・ターポリマーから成る群から選択されたポリマーを含む、請求項３又は請求項３を引用する請求項４若しくは５に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項７】
前記メタロセン触媒系エチレン・ポリマーが、ｍ−ＬＬＤＰＥ、ｍ−ＨＤＰＥ、及びｍ−ＭＤＰＥから成る群から選択される、請求項６に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項８】
前記メタロセン触媒系ポリエチレンが、同じ密度分類内の非メタロセン触媒系ポリエチレンとブレンドされる、請求項７に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項９】
前記コーティング受容層がｍ−ＨＤＰＥ及びＨＤＰＥのブレンドを含む、請求項８に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項１０】
前記コーティング受容層（１４）が、ＬＤＰＥ，直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ、ｍ−ＬＬＤＰＥ）、及びそれらのうち２つ以上のブレンドから成る群から選択されたポリエチレンを含む、請求項３又は請求項３を引用する請求項４から９までのいずれか一項に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項１１】
前記コア層（１１）自体が、同じポリエチレン又はポリエチレン・ブレンドの層を有する多層構造である、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項１２】
前記金属化層（１３）が、１．８から３．０の光学密度（ＯＤ）を有する、請求項２から１１までのいずれか一項に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項１３】
前記金属化層（１３）が、少なくとも２００Ｎ／ｍの付着力を有する、請求項２から１１までのいずれか一項に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項１４】
前記薄膜が、１酸素気圧、２３℃、５０％ＲＨで１００ｃｍ３／（ｍ２×２４ｈ）未満の酸素透過率を有する、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項１５】
前記薄膜が、３８及び２３℃、２４時間、０から９０％ＲＨの勾配で５ｇ／ｍ２未満の水蒸気透過率を有する。請求項１から１４までのいずれか一項に記載の熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか一項に記載の薄膜（１０ａ；１０ｂ）を備える包装積層体（２０ａ）。
【請求項１７】
紙又は板紙のコア層（２１ａ）も備える、請求項１６に記載の包装積層体。
【請求項１８】
前記熱シール性ポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）が、前記包装積層体から作られるパッケージの内面を形成することが意図される前記包装積層体（２０ａ）の表面を形成する、請求項１６又は１７に記載の包装積層体。
【請求項１９】
更なる酸素遮断層が、前記板紙（２１ａ）と前記熱シール性ポリマー薄膜（１０ａ；１０ｂ）との間に配置される、請求項１６から１８までのいずれか一項に記載の包装積層体。
【請求項２０】
請求項１６から１９までのいずれか一項に記載の包装積層体（２０ａ）から形成された液体包装容器（５０ａ；５０ｂ）。
【請求項２１】
請求項１から１５までのいずれか一項に記載の遮断コーティングされた熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜の製造方法であって、
ａ）ポリエチレンから成るコア層（１１）を含み、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ、変性ＭＤＰＥ、変性ＨＤＰＥ、及びそれらのうち２つ以上のブレンドから成る群から選択された４０重量％超のポリエチレンを含むと共に、前記コア層の第１の面に積層される、低密度ポリエチレン（３０、３２）から成る熱シール層（１２）を更に含むポリマー薄膜（３４）を、１２から２０μｍの厚さで押出し成形（３０、３２）によって形成するステップと、
ｂ）それに続いて、遮断コーティングを前記薄膜の他方の第２の面に蒸着（４０）するステップとを含む、方法。
【請求項２２】
ｃ）前記遮断コーティングを蒸着する前記ステップｂ）の前に、前記ポリマー薄膜の蒸着コーティングされる第２の面を表面処理するステップを更に含む、
請求項２１に記載の遮断コーティングされた熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜の製造方法。
【請求項２３】
前記蒸着コート層が金属化層である、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記金属化層が、１．８から３．０の光学濃度（ＯＤ）まで蒸着される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ポリマー薄膜が、前記蒸着コート層（１３）に面するコーティング受容層（１４）を有する、請求項２１から２４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記受容層（１４）が、前記遮断コーティングを蒸着する前記ステップｂ）の前にステップｃ）で表面処理される、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレン・ポリマーを主に含む、熱機械安定性且つ熱シール性の蒸着遮断コート・ポリマー薄膜に関し、特に、金属化したかかる薄膜に関する。本発明はまた、蒸着コート・ポリマー薄膜を備える包装積層体、及びかかる包装積層体から作製される包装容器に関する。本発明は更に、熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動食に用いられる１回限りの使用向けで使い捨てタイプの包装容器は、板紙又は紙箱をベースとした包装積層体から作製される場合が多い。一般に見られるかかる包装容器の１つは、Ｔｅｔｒａ  Ｂｒｉｋ  Ａｓｅｐｔｉｃ（登録商標）という商標名で市販されており、長期室温貯蔵用に販売される、牛乳、フルーツ・ジュースなどの流動食を無菌包装する目的で主に採用されている。この既知の包装容器における包装材料は、一般的に、紙又は板紙のバルク・コア層と、熱可塑性材の液密外層とを備える積層体である。例えば牛乳又はフルーツ・ジュースを無菌包装及び包装する目的で、包装容器を気密に、特に酸素気密にするため、これらの包装容器の積層体は、通常、少なくとも１つの追加層を、最も一般的にはアルミニウム箔を備える。
【０００３】
積層体の内面、即ち、積層体から作製された容器に充填された食品内容物に面することが意図される面には、アルミニウム箔に付着された最も内側の層があり、その最も内側の層は、熱シール性の接着性ポリマー及び／又はポリオレフィンを含む１つ若しくは複数の部分層で構成されてもよい。また、コア層の外側には、熱シール性ポリマーの最外層がある。熱シール性ポリマー層は、好ましくは、包装容器内への包装材料の迅速且つ信頼性の高いシール・プロセスを提供するため、低密度エチレン・ポリマーをベースとする。熱シールに適した低密度エチレン・ポリマーとは、０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）又はその変形、例えばメタロセン触媒系ＬＬＤＰＥ（ｍ−ＬＬＤＰＥ）を含む、密度０．９４０ｇ／ｃｍ３未満のポリエチレンを意味する。かかる低密度エチレン・ポリマーによる外層を有するパッケージは、迅速且つ信頼性の高い熱シール・プロセスでシールして、強固で耐久性のある包装容器の形にするのが簡単である。
【０００４】
包装容器は、一般に、包装材料のウェブから、又は包装材料の組立て式半加工品からパッケージを連続的に形成し、充填し、シールするタイプの最新の高速包装機械、例えばＴｅｔｒａ  Ｂｒｉｋ  Ａｓｅｐｔｉｃ（登録商標）タイプの包装機械を用いて作製される。したがって、熱シール性の熱可塑性ポリマーの最も内側の層及び最も外側の層を共に溶接することにより、積層包装材料のウェブの長手方向縁部の両方を重なり合う接合部で互いに合体させることによって、ウェブを筒の形に再形成することで、包装容器が作製されてもよい。筒は対象の流動食品で充填され、その後、筒の内容物の高さよりも下で、互いから予め定められた距離で筒を横断方向に繰り返しシールすることによって個々のパッケージに分割される。パッケージは、横断方向シールに沿って切断することによって筒から分離され、包装材料の既成の折れ線に沿って折り目を形成することによって所望の幾何学形状が、通常は平行六面体形状が与えられる。
【０００５】
この連続的な筒の形成、充填、及びシール包装方法の概念における主な利点は、筒形成の直前でウェブが連続的に滅菌されてもよく、したがって無菌包装方法が、即ち、充填される液状内容物並びに包装材料自体のバクテリアが低減されると共に、充填済み製品内で微生物が成長するリスクなしに充填済みパッケージを室温でも長期貯蔵できるように、充填済み包装容器がクリーン環境下で作製される方法が可能になる点である。Ｔｅｔｒａ  Ｂｒｉｋ（登録商標）タイプの包装方法の別の重要な利点は、上述のように連続的な高速包装が可能な点であり、これはコスト効率の点でかなりの効果をもつ。
【０００６】
包装積層体のアルミニウム箔層は、ほとんどのポリマー性遮断材料よりもかなり優れた遮断性を提供する。流動食無菌包装用の従来のアルミニウム箔ベースの包装積層体は、その性能のレベルにおいて、現在市場で入手可能な最もコスト効率の良い包装材料である。他の任意の材料がこれと競合するためには、よりコスト効率が良い原材料でなければならず、同程度の食品保存性を有していなければならず、且つ包装積層体完成品に成形する際の複雑性が同程度に低くなければならない。
【０００７】
これまで、信頼性の高いレベルの遮断性を有し、且つアルミニウム箔と比べて３箇月を超える食品貯蔵性を有する、コスト効率が良く箔を含まない包装積層体から作られた、市場で入手可能な上述した種類の長期室温貯蔵向けの無菌の紙又は板紙ベースのパッケージはほとんどない。
【０００８】
よりコスト効率の良い包装材料を開発すると共に、包装材料の製造に必要な原料の量を最小限に抑える取組みの中で、アルミニウム箔と置き換えてもよい、複数の遮断機能性を有する予備製造された薄膜の開発が一般に奨励されている。以前から知られているかかる例は、例えば、蒸着遮断層及び同じ基材薄膜上にコーティングした更なるポリマー・ベースの遮断層を有する薄膜など、薄膜完成品の遮断性を補完するのにそれぞれ寄与する複数の層を組み合わせた薄膜である。しかし、かかる薄膜は、異なるコーティング方法で少なくとも２回コーティングされているので、非常に高価になる傾向があり、耐熱性及び取扱いの耐久性など、基材薄膜の品質に対する要件が非常に高くなる。
【０００９】
他方では、包装積層体、その作製、及び包装容器を最適化するため、原料コストを下げることに加えて、包装積層体の構造を簡略化し、必要な成形ステップの数を低減すると同時に、十分な遮断性及び食品保存性を有する包装積層体を提供することが奨励されている。
【００１０】
同じ薄膜に２つの機能性をもたせる別の方法は、包装材料を熱シールするための熱シール性の層を薄膜の第１の面に、遮断層を他の面に含めるというものである。かかる薄膜の一例は、ポリマー・キャリア層の第２の面に配置されたポリオレフィン層も有する、ポリマー・キャリア層の第１の面にコーティングしたＳｉＯｘの気体遮断コーティングを含むポリマー薄膜について記載している、出願済みの国際特許公開ＷＯ−Ａ−２００６／０２７６６２によって知られている。該文献は、更に、それによって作られた包装積層体と、熱シール性ポリオレフィン層が内容物と直接接触している包装容器について記載している。該文献はまた、ＳｉＯｘの気体遮断コーティングを含むポリマー薄膜の作製方法であって、
ａ）ポリマー・キャリア層及び熱シール性ポリオレフィン層を形成し、それらの層を共に接合して中間薄膜を形成するステップと、
ｂ）前記ＳｉＯｘのコーティングを前記ポリマー・キャリア層上に直接貼り付けて前記薄膜を形成するステップとを含み、
好ましくは、ステップ（ａ）の後であってステップ（ｂ）の前に、伸展によって前記中間薄膜を配向する、好ましくは一方向に配向する中間ステップを含む方法について開示している。
【００１１】
ポリマー・キャリア層は、ポリアミド・ベース又はポリエステル・ベースのポリマーとして、好ましくはポリアミドとして例証されているが、それは、いくつかの遮断性が付加され、後に続くＳｉＯｘでのコーティングのための良好な受入れ面と熱機械特性とが提供されるためである。
【００１２】
しかし、かかるＳｉＯｘコーティング薄膜は、薄膜が、キャリア層薄膜の一方の面にはポリアミド又はポリエステル、薄膜の他方の面にはポリエチレンといった、かかる異なるタイプの２つのポリマーを組み込んでおり、その結果、薄膜内の層間に張力と適合性の低い熱挙動とが生じるという点で、製造がより困難である。これにより、十分に信頼性の高い遮断性及び一体性を提供するために製造プロセスに対する要求が高くなり、また、意図するところとは異なり、材料成形プロセス全体に相当な複雑性が加わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際特許公開ＷＯ−Ａ−２００６／０２７６６２
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、本発明の１つの目的は、上述の不利な点及び課題を緩和する助けとなると共に、上述の要件の少なくとも一部を、好ましくは全てを満たす、蒸着遮断コーティングされた熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜、及び包装積層体を提供することである。
【００１５】
したがって、本発明の１つの目的は、包装積層体／容器に使用するのに適した、遮断層で蒸着コーティングされ、好ましくは金属化された、薄い予備製造された熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー基材薄膜であって、蒸着コート基材薄膜が、気体遮断、水蒸気遮断、又は非スカルピング遮断性（ｎｏｎ−ｓｃａｌｐｉｎｇ  ｂａｒｒｉｅｒ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ）などの所望の遮断性と、ポリマー基材薄膜に含まれる低密度エチレン・ポリマー熱シール層と、薄膜のコーティング及び積層における高強度並びに熱機械安定性と、より低いコストとを組み合わせる、ポリマー基材薄膜を提供することである。
【００１６】
本発明の蒸着コート熱シール性ポリマー薄膜を含む包装積層体は、無菌包装及び長期貯蔵に適しており、連続的な筒の形成及び熱シールの方法を用いた流動食の連続的な高速包装に十分に適するような曲げ剛性及び熱機械安定性を有する。
【００１７】
本発明はまた、良好な一体性を備えた、即ちシール及びシームを通る漏れに対する耐性をもち、半流動食若しくは流動食又は飲料で充填され、本発明の熱シール性ポリマー薄膜を含む包装積層体から作製される、包装容器を対象とする。
【００１８】
これら及び他の目的は、遮断層で蒸着コーティングされた、熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜を、包装積層体、及び前記薄膜を用いる包装容器によって、また、添付の請求項で定義されるような、本発明による、蒸着コーティングされた熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜の作製方法によって達成される。
【００１９】
したがって、本発明は、ポリエチレンから成るコア層であって、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ、変性ＭＤＰＥ、変性ＨＤＰＥ、及びそれらのうち２つ以上のブレンドから成る群から選択されたポリエチレンを４０重量％超含むコア層を有する、液体用紙箱包装材料の積層及び熱シール包装に適した、熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜であって、第１の面がコア層に接触し、低密度エチレン・ポリマーから成る熱シール層を更に有すると共に、反対側の第２の面に薄い蒸着遮断コーティングを有し、１２〜２０μｍ、好ましくは１４〜１８μｍの合計厚さを有する薄膜を提供する。
【００２０】
より好ましくは、ポリマー薄膜の合計厚さは１５〜１７μｍである。
【００２１】
変性ＨＤＰＥ及び変性ＭＤＰＥとは、異なる分子量特性を有する２つの成分を含めるように、重合化プロセスにおいて変性されており、即ち物理的ブレンドではなく、ただし２種類のポリマーの重合組成物であるポリマー等級を意味する。かかるポリマー組成物は、いわゆる双峰又は多峰形の分子量分布を有し、２つの異なるポリマーを物理的に溶融ブレンドした組成物を上回る利点を有してもよい。かかる多峰形の組成物は、例えば異なる触媒系を有するなど、異なる反応条件下で異なるステップが実施される、多段階重合化プロセスによって達成されてもよい。
【００２２】
本発明の一実施例によれば、薄い蒸着コーティングは、金属又は金属酸化物、好ましくはアルミニウム金属の層であり、即ちいわゆる金属化層である。
【００２３】
金属又は金属酸化物を含む薄いコーティングから成る金属化層、即ちセラミック層は、好ましくは真空蒸着によって付着されるが、あまり好ましくはないものの、電気メッキ又はスパッタリングなど、生産性が低い当該分野で一般に知られている他の方法によっても付着されてもよい。本発明による最も好ましい金属はアルミニウムであるが、真空蒸着、電気メッキ、又はスパッタリングが可能な他の任意の金属が本発明にしたがって使用されてもよい。したがって、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ、又はＣｕなどのあまり一般的でない金属も想起される。一般に、純金属又は金属と金属酸化物の混合物での薄いコーティングは、水蒸気に対する遮断性を提供し、多層薄膜又は包装積層体を通して水蒸気が中に移動するのを防ぐというのが所望の機能であるときに使用される。最も好ましくは、金属化コーティングの金属はアルミニウム（Ａｌ）である。
【００２４】
本発明による機能性コーティングとして適したセラミック・コーティングの実例は、その化学式に炭素も含有するＳｉＯｘコーティング、ＡｌＯｘコーティング、及びＭｇＯｘコーティングである。この種のコーティングは、コーティングされた多層薄膜に対して気体遮断性を提供すると共に、ある程度の水蒸気遮断性を提供し、また透明コーティングであり、これは場合によっては好ましいことがある。
【００２５】
コーティングの一実施例は、化学式ＡｌＯｘ（ｘは１．０〜１．５）、好ましくはＡｌ２Ｏ３を有する酸化アルミニウムのコーティングである。好ましくは、かかるコーティングの厚さは５〜１００ｎｍ、好ましくは５〜３０ｎｍである。
【００２６】
好ましくは、これらのセラミック・コーティングは、物理蒸着（ＰＶＤ）若しくは反応性蒸着、又は酸化環境下で金属又はシリコン蒸気が基材上に蒸着され、結果として非晶質金属酸化物又は酸化シリコン層を形成する、プラズマ促進化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）によって付着される。
【００２７】
他の酸化シリコン・ベースのコーティングは、ＳｉＯｘＣｙ及びＳｉＯｘＣｙＮｚのコーティングである。かかるコーティングは、良好な気体遮断性を提供する場合が多く、いくつかの例では水蒸気遮断性も提供する。
【００２８】
本発明の薄膜の特定の実施例によれば、コア層は、コーティング受容層を更に有する。コーティング受容層は、コーティングの下にあってやはりポリエチレンから成ると共に、蒸着コーティング層を受け入れることを目的とし、コア層の第２の反対側の面に隣接して付着され、且つ該反対側の面と接触している。
【００２９】
かかる受容層は、ポリマー基材薄膜上に付着される、蒸着された、特に金属化された層の付着及び凝集を大幅に改善する。基材薄膜に対する金属化層の高い付着は、金属化層を更なる層と熱押出し積層して包装積層体にする間、金属化層を無傷で且つ影響を受けないように保つため、また、包装積層体から製造される包装容器完成品の十分な一体性を提供し、それによって金属化薄膜を含む最終的な積層体の遮断性を良好にするために必要である。
【００３０】
受容層の厚さは約０．５〜約５μｍ、好ましくは１〜４μｍである。
【００３１】
熱シール層は、主として低密度エチレン・ポリマーを含み、一実施例によれば、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、メタロセン触媒系ＬＬＤＰＥ（ｍ−ＬＬＤＰＥ）、及びそれらのうち２つ以上のブレンドから成る群から選択される。低密度ポリエチレンは本質的に０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有し、直鎖低密度ポリエチレンは０．９１５〜０．９２５ｇ／ｃｍ３の範囲の密度によって定義される。ＬＤＰＥ（非直鎖低密度ポリエチレン）は高程度の枝分かれを有するが、ＬＬＤＰＥは主に短い枝分かれを有する。
【００３２】
特定の一実施例によれば、熱シール性の最も内側の層は、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）又はメタロセン重合化ＬＬＤＰＥから成る群の材料と、熱シール性層の総重量に基づいて好ましくは３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下の従来の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）との組み合わせを含む。
【００３３】
一実施例によれば、ポリマー薄膜は、吹込み成形薄膜、即ち押出し吹込み成形技術及びそれに続く蒸着コーティングによって製造された薄膜である。或いは、同様の薄膜は押出し注型技術によって作製されてもよい。薄膜吹込み成形プロセスは、押出し注型プロセスによって作製される薄膜よりもポリマーの配向度がより高いことにより、薄膜により良好な機械的特性をもたらす。
【００３４】
本発明の薄膜の一実施例によれば、コーティング受容層は、主として低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）から成る群から選択されたポリマーを含む。ＬＬＤＰＥの薄い受容層内におけるポリマー分子の線状配列は、移動する低分子化合物の存在が少ないために表面がきれいであり、したがって蒸着層に対する且つ蒸着層内での良好な付着及び凝集のための条件がより良好になる。更に、ＬＬＤＰＥはより短い枝分かれを有し、そのためポリマー層内での架橋がより短くなり、それによって、例えば低密度範囲のＬＤＰＥよりも層の耐熱性が高くなる。コーティング・プロセス中における薄膜の移動及び張力を可能な限り回避するため、その後のコーティング・プロセスにおける熱安定性は良好である。０．９２５ｇ／ｃｍ３よりも高い密度を有する特定のＬＤＰＥ等級も類似の表面品質を有し、付着及び熱機械的安定性の観点から等しく適しているので、最終的に蒸着コーティング又は金属化された薄膜の良好な遮断性が得られ、更なる層を積層して積層体完成品にした後で維持することができる。
【００３５】
別の実施例によれば、コーティング又は金属受容層は、主として、メタロセン触媒系エチレン・ポリマーから成る群から選択されたポリマーを含む。かかるメタロセン触媒系エチレン・ポリマーは、ｍ−ＬＬＤＰＥ、ｍ−ＨＤＰＥ、及びｍ−ＭＤＰＥから成る群から選択される。かかるメタロセン触媒系ポリエチレンは、同様に、低分子化合物の移動をほぼ伴わずにより良好な耐熱性ときれいな表面とを提供し、したがって蒸着層に対する且つ蒸着層内での良好な付着及び凝集のための条件がより良好になる。
【００３６】
メタロセン触媒系ポリエチレンを同じ密度分類内の非メタロセン触媒系ポリエチレンとブレンドした場合、薄膜の処理特性と表面特性との良好なバランスが達成される。
【００３７】
したがって、良好な表面及び付着特性を提供する特定の一実施例によれば、金属受容層はｍ−ＨＤＰＥ及びＨＤＰＥのブレンドを含む。適切には、かかるブレンドは、約７０〜約８０重量％のｍ−ＨＤＰＥと、約２０〜約３０重量％のＨＤＰＥとを含む。かかる実施例の代替例によれば、金属受容層は、約３０重量％のｍ−ＬＬＤＰＥと約７０重量％のＬＤＰＥとを含む。
【００３８】
したがって、一実施例によれば、金属受容層は、ＬＤＰＥ、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ、ｍ−ＬＬＤＰＥ）、及びそれらのうち２つ以上のブレンドから成る群から選択されたポリエチレンを含む。コーティング受容層にも低密度エチレン・ポリマーを選ぶことによって、簡単でコスト効率の良い薄膜製造、並びに良好な熱シール可能性が薄膜によって達成されると同時に、金属遮断コーティングによって蒸着コートを施し、コーティング受容基材への良好な付着と、蒸着金属化層内での良好な凝集を得ることが可能になり、その結果、コーティング薄膜を含む最終包装積層体における良好な酸素及び水蒸気遮断性が提供される。
【００３９】
更なる実施例によれば、金属受容層は、主として、第３α−オレフィン・モノマー構成成分、好ましくはブチレンで共重合化されたエチレン・プロピレン・ターコポリマーから成る群から選択されたポリマーを含む。かかるエチレン・プロピレン・ターポリマーは、同様に、より良好な耐熱性ときれいな表面を提供し、したがって蒸着層に対する且つ蒸着層内での良好な付着及び凝集のための条件がより良好になる。
【００４０】
コア層自体は、同じ若しくは類似のポリエチレン又はポリエチレン・ブレンドの層、即ち、５層以下、通常は３層の同じ基本の高密度又は中密度ポリエチレン材料の多層構造であってもよい。ここで、例えば、メタロセン触媒系高密度若しくは中密度ポリエチレン（ｍ−ＨＤＰＥ、ｍ−ＭＤＰＥ）を含む、全ての等級の高密度又は中密度ポリエチレン材料は、単一構成成分として、互いにブレンドしたものとして、或いは低密度ポリエチレンとのブレンドとして各層に含まれてもよいことを理解されたい。中密度ポリエチレンは、０．９２６〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有するものとして定義される。高密度ポリエチレンは、０．９４１ｇ／ｃｍ３以上の密度を有する。各層の構成は、他の層と異なってもよく、又は同じであってもよい。例えば曲げ剛性又は結晶化度など、層間の特定の性質を徐々に変化させることによって、コア層の断面全体にわたって、特別仕様の性質プロファイルが提供されてもよい。
【００４１】
遮断コーティング層がアルミニウム金属層である実施例によれば、金属化層は、１．８〜３．０、好ましくは２．０〜２．７、より好ましくは２．２〜２．６の光学濃度（ＯＤ）で良好な遮断性を提供する。１．８未満の光学濃度では、金属化薄膜の遮断性は低過ぎる。他方、３．０以上では、金属化層は脆弱になり過ぎ、基材薄膜をより長時間金属化する際の熱負荷が高くなることにより、金属化プロセス中の熱安定性が低くなり過ぎる。その結果、付着品質及び付着が明らかに悪影響を受けることになる。結果として、これらの値の間、好ましくは２．０〜２．７が最適であることが見出されている。
【００４２】
一般に、最終ステップにおけるポリマー薄膜上への遮断層の蒸着コーティングは、物理又は化学蒸着の連続的方法によって実施される。セラミック又は金属組成物の様々なコーティングがこの種の方法によって付着されてもよい。一般に、かかる蒸着コーティングの厚さは５〜２００ｎｍであってもよい。５ｎｍ未満の遮断性は低過ぎて有用でないことがあり、２００ｎｍを超えると、コーティングの可撓性が低くなり、したがって、可撓性基材上に付着したときにひびが入りやすくなる。
【００４３】
本発明による蒸着コーティングを施した、特に金属化した薄膜から作製される包装容器の一体性を十分なものにするため、蒸着コート層は、少なくとも２００、好ましくは少なくとも３００Ｎ／ｍの付着力を有する（ＡＩＭＣＡＬ協会によって提案された、金属化層の付着に関するシール及び剥離（ｓｅａｌ−ａｎｄ−ｐｅｅｌ）試験方法による）。
【００４４】
十分な付着は、部分的には、蒸着コーティング前に、特に金属化コーティング前に表面を活性化させるための表面処理プロセスによって得られる。かかる表面活性化処理の可能な例は、例えば、コロナ及びプラズマ処理である。金属化プロセスと併せて実施することができ、また、後に続く蒸着コーティングのために優れた表面特性を提供するので、プラズマ表面処理が好ましい。表面受容層ポリマー及び蒸着コーティングのタイプのいくつかの組み合わせに関して、火炎による表面処理も良好に働くことがある。
【００４５】
好ましくは、本発明による薄膜は、１酸素気圧、２３℃、５０％ＲＨで１００ｃｍ３／（ｍ２×２４ｈ）未満の酸素透過率を有する。
【００４６】
より好ましくは、本発明による金属化された薄膜は、１酸素気圧、２３℃、５０％ＲＨで１００ｃｍ３／（ｍ２×２４ｈ）未満の酸素透過率と、３８（及び２３）℃、２４時間、０〜９０％ＲＨの勾配で５ｇ／ｍ２未満、好ましくは１ｇ／ｍ２未満の水蒸気透過率とを有する。
【００４７】
酸素透過は、酸素２０％でＭｏｃｏｎ  ２／２０  ＯＴＲ測定器で試験し、５倍して酸素１００％に補正した。水蒸気遮断を決定するため、相対湿度検出及び水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）測定用に変調赤外線センサを使用して、ＡＳＴＭ  Ｆ−１２４９−０６に基づく方法を使用した。
【００４８】
粘着防止剤及び／又はスリップ剤を本発明の薄膜に含まれるポリマーに含めるなど、加工助剤及び処理用添加剤をポリマーに含めることも可能である。
【００４９】
本発明はまた、本発明によって薄膜を含む包装積層体に関する。包装積層体は更に、積層体の曲げ剛性に最も寄与するように準備された紙又は板紙のバルク層を備える。しかし、積層体のバルク層又はコア層は、その代わりに、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、或いは例えばエチレン・プロピレン、エチレン・ブテン、エチレン・ヘキセン、エチレン・アルキル（メタ）アクリレート、又はエチレン・ビニルアセテート・コポリマーなどのエチレンのコポリマーで作られた、ポリオレフィン・バルク層であることも想起できる。かかるポリオレフィン・コア層の材料を選ぶことで、例えば食品用の透明パウチに使用される、透明包装積層体を提供してもよい。
【００５０】
予備製造された薄膜の熱シール性低密度エチレン・ポリマー層は、包装積層体の自由表面を形成することが意図され、その表面は、食品で充填される包装積層体から形成される包装容器の内部に直接面するので、食品に接触することが意図される。しかし、コスト上の理由であまり好ましくないが、包装積層体に組み込む形で１つ又は複数の追加の熱シール性層が薄膜に付着されることが想起でき、その場合、容器内部の追加の熱シール性の最も外側の層は食品に直接接触することが意図される。
【００５１】
更に、包装積層体は、バルク層又はコア層の反対側の面に配置される１つ又は複数の熱シール性ポリオレフィン外層を備える。かかる熱シール性ポリオレフィン外層は、包装容器を取り囲む環境に直接面することになる。
【００５２】
好ましい一実施例によれば、包装積層体は、板紙層と本発明の熱シール性の蒸着遮断薄膜との間に、１つ又は複数の追加の酸素遮断層を備える。かかる酸素遮断層の良好に機能しコスト効率の良い実例は、気体遮断性を有するポリマーの分散液若しくは溶液の液状薄膜コーティング、又はタルカム若しくはナノ・クレー充填剤粒子などの薄層状無機化合物の類似の分散液によって、紙又は板紙の層に付着される遮断層である。このようにして得られる好ましい酸素遮断層は、酸素遮断ポリマーと、かかる無機充填剤化合物との両方を含む。液状薄膜コーティングに適したかかる酸素遮断ポリマーの良好に働く実例は、ポリビニル・アルコール（ＰＶＯＨ）、水性分散系エチレン・ビニル・アルコール・ポリマー（ＥＶＯＨ）、デンプン、及びデンプン誘導体である。かかるポリマーで最も好ましいのはＰＶＯＨである。
【００５３】
本発明による包装積層体から形成された包装容器は、任意の既知の形状のものであってもよい。好ましくは、取扱い及び流通時の耐久性があり、長期貯蔵中の湿気分及び酸素ガスに耐性があるレンガ形又はくさび形の容器であり、包装積層体が高品質であることにより、高いシール性と良好な気体遮断性も提供される。本発明による包装積層体から作製された包装容器の更に重要な利点は、電子レンジによる調理又は解凍中の耐性があることである。或いは、包装容器は、Ｔｅｔｒａ  Ｆｉｎｏ（登録商標）という商標名で知られている包装容器など、枕形の繊維パウチのタイプであってもよい。
【００５４】
本発明の更なる態様によれば、本発明の熱機械安定性且つ熱シール性の遮断コーティング・ポリマー薄膜の製造方法が提供される。方法は、
ａ）ポリエチレンから成るコア層を含み、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ、変性ＭＤＰＥ、変性ＨＤＰＥ、及びそれらのうち２つ以上のブレンドから成る群から選択された４０重量％超のポリエチレンを含むと共に、コア層の第１の面に積層される、低密度エチレン・ポリマーから成る熱シール層を更に含むポリマー薄膜を、１２〜２０μｍ、好ましくは１４〜１８μｍの厚さで押出し製造方法によって形成するステップと、
ｂ）それに続いて、遮断コーティングを、好ましくは金属コーティングを薄膜の一方の面に蒸着するステップとを含む。
【００５５】
本発明の一実施例によれば、方法は、
ｃ）遮断コーティングを蒸着するステップｂ）の前に、ポリマー薄膜の蒸着コーティングされる面を表面処理するステップを更に含む。
【００５６】
好ましくは、ポリマー薄膜は押出し薄膜吹込み成形技術によって製造される。
【００５７】
本発明の一実施例によれば、蒸着コート層は金属化層である。好ましくは、金属化層は、１．８〜３．０、好ましくは２．０〜２．７、より好ましくは２．２〜２．６の光学密度（ＯＤ）まで蒸着される。
【００５８】
本発明の別の実施例によれば、コーティング受容層はコア層の面に積層され、その面は蒸着コート層に向けられ、それを受け入れる。
【００５９】
本発明の更なる利点及び好ましい特徴は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１ａ】本発明による蒸着遮断コーティングされた熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜を示す断面図である。
【図１ｂ】本発明による蒸着遮断コーティングされた熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー薄膜を示す断面図である。
【図２ａ】図１と関連して説明される、本発明による蒸着コーティングされた熱シール性ポリマー薄膜を含む本発明による積層包装材料を示す断面図である。
【図２ｂ】図２ａに例示される包装積層体を本発明にしたがって製造する方法を示す図である。
【図３】本発明のポリマー薄膜を共押出し吹込み成形するプラントを示す概略図である。
【図４】図１ａ及び１ｂに示されるようなポリマー薄膜の金属又は金属酸化物コーティングのプラントを示す概略図である。
【図５ａ】本発明による包装積層体から作製された包装容器の１つの実例を示す図である。
【図５ｂ】本発明による包装積層体から作製された包装容器の第２の実例を示す図である。
【図６】かかる包装容器を連続的な形成、充填、及びシール・プロセスで包装積層体から製造する方法の原理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
図１ａは、ポリエチレンから成り、中密度及び高密度ポリエチレンから選択された４０重量％超のポリエチレンを含むコア層１１と、コア層の一方の面に隣接した、即ちそれに連続した、０．９５〜０．９２５の密度を有するＬＬＤＰＥから成る熱シール層１２とで構成された、蒸着コーティングされた熱機械安定性且つ熱シール性のポリマー基材薄膜１０ａを示す。コア層の他方の面上には、遮断層１３の機能を有する薄い蒸着層、特にアルミニウムの金属化層がコーティングされる。ポリマー基板薄膜１０ａの合計厚さは約１７μｍであり、熱シール層の厚さは約７〜８μｍである。薄膜は、３％未満、好ましくは２％未満の収縮率を有する（８０℃で測定）。
【００６２】
図１ｂは、図１ａのポリマー薄膜のコア層１１の他方の面上に更に付着された、アルミニウム金属コーティング１３を受容層１４上に蒸着コーティングすることによって達成される、蒸着遮断コーティングされた熱機械安定性且つ熱シール性の薄膜１０ｂを示す。アルミニウム金属化層１３は約２．０〜約２．７の光学濃度を有する。ポリマー基板薄膜１０ｂの合計厚さは約１７μｍであり、受容層の厚さは約４μｍである。コア層の厚さは約７μｍであり（６〜１０μｍであってもよい）、熱シール層は約６μｍの厚さである（３〜７μｍの厚さであってもよい）。薄膜は、３％未満、好ましくは２％未満の収縮率を有する（８０℃で測定）。
【００６３】
図２ａは、少なくとも１つの中間接合層２４によって紙又は板紙のバルク層２１ａに積層された、図１ｂで説明した蒸着コート薄膜１０ｂを備える包装積層体２０ａを示す。中間接合層は、好ましくは熱可塑性のポリマー押出し積層体層であり、例えば熱可塑性ポリマー酸素遮断層など、１つ又は複数の追加層を含んでもよい。次に、層は、薄膜１０ｂ及び板紙層２１ａを共に積層する作業において共に共押出しされてもよい。或いは、熱シール性遮断薄膜１０ｂに積層する前に、板紙２１ａにコーティング又は予備積層された遮断層があってもよい。
【００６４】
積層体の最も厚い層は紙又は板紙のバルク層２１ａである。液体用紙箱ベースの包装に適した任意の紙又は板紙がバルク層２１ａに用いられてもよい。図２ａの積層体層は、蒸着薄膜１０ｂの厚さが紙のバルク層２１ａよりも著しく薄い、又は少なくとも同程度に薄いという事実を反映しないことに留意されたい。
【００６５】
包装積層体から作製される包装容器の外壁を構成することになる、紙又は板紙層の外側には、好ましくは、いわゆるメタロセン触媒系ＬＬＤＰＥ（ｍ−ＬＬＤＰＥ）、即ち一部位触媒によって触媒されたＬＬＤＰＥポリマーも含んでもよい、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）若しくは直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などの熱シール性ポリオレフィン、又はかかる熱シール性ポリオレフィンの２つ以上のブレンドの最も外側の層（最外層）２６が付着される。
【００６６】
図２ａに示される包装積層体は単なる一例として見るべきものであり、当業者にとり、他の多様な実施例を推測する上で問題とはならないことを理解されたい。
【００６７】
本発明による包装積層体２０ａは、当業者に知られている任意の適切な従来技術の原理にしたがって作製することができる。しかし、好ましくは、図２ａに示される積層体を参照すると、結合層２４は、紙又は板紙のバルク層２１ａと予備製造された金属化層１０ｂとの間でラミネーター・ニップへ押し出されてもよい。金属化層は、好ましくは、紙又は板紙のバルク層に積層される前に、火炎、プラズマ、又はコロナ処理によって処理される。最後に、熱シール性ポリオレフィンの最外層２６は、紙又は板紙のバルク層２１ａ上に押し出される。
【００６８】
図２ｂでは、積層プロセス２０ｂが示され、そこで、本発明の好ましい一実施例によれば、紙又は板紙層２１ｂが、酸素遮断性を有するポリマーの液体分散液又は溶液によって酸素遮断でコーティングされ、続いて乾燥されてもよく、ＬＤＰＥの中間接合層２４を押出しステーション２４ａから押し出し、ローラー・ニップ２５で共に押圧することによって、紙層に面する面に薄い蒸着コーティング２３ａを有する蒸着基材ポリマー薄膜２３に積層される。金属化蒸着コーティングの場合、基材薄膜又は受容層の接触面は、層をニップで共に押圧する前に表面処理（図示なし）によって事前処理される。続いて、積層された紙及び薄膜は第２の押出し成形機２７及び積層ニップ２８を通過し、そこで、ＬＤＰＥの熱シール性最外層２６が紙層の外側にコーティングされる。最後に、完成した包装積層体２９は、図示されない貯蔵用リールに巻き付けられる。
【００６９】
図３は、金属又は無機金属化合物によって蒸着コーティングする前に、中間薄膜、即ち基材ポリマー薄膜を（共）押出し吹込み成形するプラントの概略図である。基板ポリマー薄膜の１つ又は複数の層は、１つ又は複数の押出し成形機３０から（共）押出しされ、吹込み成形３２されて、比較的厚さのある薄膜３４を形成する。
【００７０】
共押出し注型など、無配向のポリマー薄膜を形成する他の方法も、当業者によって可能なものと考えられる。
【００７１】
図４は、図３で作製された中間薄膜の蒸着コーティングのためのプラントの１つの実例を示す概略図である。図３で得た薄膜３４ａは、コーティング受容面にアルミニウムの、場合によっては酸化アルミニウムとの混合物の金属化層の連続蒸着４０を施され、厚さ５〜１００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍのコーティングが与えられて、本発明のコート薄膜１０ｂが形成される。アルミニウム蒸気は固体片からなる蒸発源４１から出る。
【００７２】
図５ａは、本発明による包装積層体２０ａから作製された包装容器５０ａの好ましい１つの実例を示す。包装容器は、飲料、ソース、スープなどに特に適している。一般的には、かかるパッケージは約１００〜１０００ｍｌの容量を有する。任意の構成のものであってもよいが、好ましくは、それぞれ長手方向のシール５１ａ及び横断方向のシール５２ａ、並びに任意選択で開口デバイス５３を有するレンガ形である。図示されない別の実施例では、包装容器はくさび形として形成されてもよい。かかる「くさび形」を得るため、底部の横断方向熱シールが、パッケージの底部に折り込まれてシールされる三角形の角部フラップの下に隠れるようにして、パッケージの底部のみが折り目形成される。頂部の横断方向シールは折り畳まれない。このように、半分折り畳まれた包装容器は、食料品店の棚又はテーブルなどに置いたときに、依然として取扱いが簡単で寸法安定性がある。
【００７３】
図５ｂは、本発明による包装積層体の２０ａから作製された包装容器５０ｂの代替の好ましい例を示す。この例による包装積層体２０ａは、より薄い紙のコア層を有することによってより薄いので、平行六面体又はくさび形の包装容器を形成するのに十分な寸法安定性がなく、横断方向のシーリング５２ｂの後に折り畳まれない。したがって、枕形のパウチ状容器の状態となり、その状態のままで配送及び販売される。
【００７４】
図６は、本出願の導入部で記載したような原理を示し、即ち、包装材料のウェブは、ウェブの長手方向縁部６２、６２’を重なり合う接合部６３で互いに合体させることによって筒６１の形に形成される。筒は、意図される流動食製品で充填され（６４）、筒の充填内容物の高さの下で予め定められた互いからの距離で筒の横断方向シール６５が繰り返されることによって個々のパッケージに分割される。パッケージ６６は、横断方向シールで切断することによって分離され、材料の既成の折れ線に沿って折り目を形成することによって所望の幾何学形状が与えられる。
【００７５】
結論として、添付図面を特定的に参照して上述してきた本発明は、単に例示として記載し図示したこれらの実施例に限定されず、添付の請求項に開示されるような本発明の概念から逸脱することなく、当業者には明白な修正及び変更が可能であることが認められるべきである。
【図１ａ】
0005615366.tif 000002
【図１ｂ】
0005615366.tif 000003
【図２ａ】
0005615366.tif 000004
【図２ｂ】
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【図３】
0005615366.tif 000006
【図４】
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【図５ａ】
0005615366.tif 000008
【図５ｂ】
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【図６】
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